Makromolekula yuqori molekulyar og'irlikka ega bo'lgan molekuladir. Uning tuzilishi qayta-qayta takrorlanuvchi havolalar shaklida taqdim etilgan. Bunday birikmalarning xususiyatlarini, ularning tirik mavjudotlar hayoti uchun ahamiyatini ko'rib chiqing.
Tarkibning xususiyatlari
Biologik makromolekulalar yuz minglab mayda boshlangʻich moddalardan hosil boʻladi. Tirik organizmlar uchta asosiy turdagi makromolekulalar bilan tavsiflanadi: oqsillar, polisaxaridlar, nuklein kislotalar.
Ular uchun dastlabki monomerlar monosaxaridlar, nukleotidlar, aminokislotalardir. Makromolekula hujayra massasining deyarli 90 foizini tashkil qiladi. Aminokislota qoldiqlari ketma-ketligiga qarab, o'ziga xos oqsil molekulasi hosil bo'ladi.
Yuqori molekulyar ogʻirlik deganda molyar massasi 103 Da dan katta boʻlgan moddalar tushuniladi.
Termin tarixi
Makromolekula qachon paydo boʻlgan? Bu kontseptsiya 1922 yilda kimyo bo'yicha Nobel mukofoti sovrindori Hermann Shtaudinger tomonidan kiritilgan.
Polimer sharni tasodifiy yechish natijasida hosil boʻlgan chigallashgan ip sifatida koʻrish mumkinbobin xonasi bo'ylab. Ushbu bobin o'zining konformatsiyasini muntazam ravishda o'zgartiradi; bu makromolekulaning fazoviy konfiguratsiyasi. Bu Braun harakati traektoriyasiga o'xshaydi.
Bunday lasanning hosil boʻlishi maʼlum masofada polimer zanjiri yoʻnalish haqidagi maʼlumotni “yoʻqotishi” tufayli yuzaga keladi. Yuqori molekulyar birikmalarning uzunligi strukturaviy qism uzunligidan ancha uzunroq bo'lgan holatda lasan haqida gapirish mumkin.
Globulyar konfiguratsiya
Makromolekula zich konformatsiya boʻlib, unda polimerning hajm ulushini birlik bilan solishtirish mumkin. Globulyar holat, alohida polimer birliklarining o'zaro va tashqi muhit o'rtasidagi o'zaro ta'siri ostida o'zaro tortishish sodir bo'lganda amalga oshiriladi.
Makromolekula tuzilishining nusxasi - bunday strukturaning elementi sifatida o'rnatilgan suvning bir qismi. Bu makromolekulaning eng yaqin hidratsiya muhitidir.
Oqsil molekulasining xarakteristikasi
Oqsil makromolekulalari gidrofil moddalardir. Quruq oqsil suvda eritilsa, u dastlab shishiradi, keyin asta-sekin eritmaga o'tish kuzatiladi. Shishish paytida suv molekulalari oqsilga kirib, uning tuzilishini qutbli guruhlar bilan bog'laydi. Bu polipeptid zanjirining zich o'rashini bo'shatadi. Shishgan oqsil molekulasi orqa eritma deb hisoblanadi. Keyinchalik suv molekulalarining so'rilishi bilan oqsil molekulalarining umumiy massadan ajralishi kuzatiladi vatarqatish jarayoni ham mavjud.
Ammo oqsil molekulasining shishishi hamma hollarda ham erishga olib kelmaydi. Masalan, suv molekulalari so'rilganidan keyin kollagen shishgan holatda qoladi.
Hidrat nazariyasi
Bu nazariyaga koʻra yuqori molekulyar birikmalar shunchaki adsorbsiyalanmaydi, balki manfiy zaryadga ega boʻlgan aminokislotalarning yon radikallarining qutb boʻlaklari, shuningdek, musbat zaryadli asosiy aminokislotalar bilan suv molekulalarini elektrostatik ravishda bogʻlaydi.
Qisman gidratlangan suv suv molekulalari bilan vodorod bogʻlarini hosil qiluvchi peptid guruhlari bilan bogʻlanadi.
Masalan, qutbsiz yon guruhlarga ega polipeptidlar shishiradi. Peptid guruhlari bilan bog'langanda, u polipeptid zanjirlarini bir-biridan itaradi. Zanjirlararo ko'priklarning mavjudligi oqsil molekulalarining butunlay parchalanishiga, eritma shaklida o'tishiga imkon bermaydi.
Makromolekulalarning tuzilishi qizdirilganda buziladi, buning natijasida polipeptid zanjirlari uziladi va ajralib chiqadi.
Jelatinning xususiyatlari
Jelatinning kimyoviy tarkibi kollagenga o'xshaydi, u suv bilan yopishqoq suyuqlik hosil qiladi. Jelatinning o'ziga xos xususiyatlaridan biri uning jellash qobiliyatidir.
Bu turdagi molekulalar gemostatik va plazma oʻrnini bosuvchi vositalar sifatida ishlatiladi. Jelatinning jel hosil qilish qobiliyati farmatsevtika sanoatida kapsulalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Eriuvchanlik xususiyatimakromolekulalar
Bu turdagi molekulalarning suvda eruvchanligi har xil. U aminokislotalarning tarkibi bilan belgilanadi. Tarkibida qutbli aminokislotalar mavjud bo'lganda, suvda erish qobiliyati sezilarli darajada oshadi.
Shuningdek, bu xususiyatga makromolekulaning tashkil etilishining o'ziga xosligi ta'sir qiladi. Globulyar oqsillar fibrilyar makromolekullarga qaraganda yuqori eruvchanlikka ega. Ko'p tajribalar davomida erishning ishlatiladigan erituvchining xususiyatlariga bog'liqligi aniqlandi.
Har bir oqsil molekulasining birlamchi tuzilishi har xil, bu esa oqsilga individual xususiyatlarni beradi. Polipeptid zanjirlari orasidagi o'zaro bog'lanishlar eruvchanlikni pasaytiradi.
Oqsil molekulalarining birlamchi tuzilishi peptid (amid) bogʻlanishlari tufayli hosil boʻladi, u yoʻq qilinganda oqsil denaturatsiyasi sodir boʻladi.
Tuzlash
Oqsil molekulalarining eruvchanligini oshirish uchun neytral tuzlarning eritmalari ishlatiladi. Masalan, xuddi shunday tarzda, oqsillarni tanlab cho'ktirish, ularning fraksiyasini amalga oshirish mumkin. Olingan molekulalar soni aralashmaning dastlabki tarkibiga bog'liq.
Tuzlash yoʻli bilan olinadigan oqsillarning oʻziga xos xususiyati tuzni toʻliq olib tashlangandan keyin biologik xususiyatlarini saqlab qolishdir.
Jarayonning mohiyati makromolekulaning barqarorligini ta'minlaydigan gidratlangan oqsil qobig'ining tuzini anionlar va kationlar tomonidan olib tashlashdir. Protein molekulalarining maksimal soni sulfatlar ishlatilganda tuzlanadi. Bu usul oqsil makromolekulalarini tozalash va ajratish uchun ishlatiladi, chunki ular mohiyatanzaryadning kattaligi, hidratsiya qobig'ining parametrlari bilan farqlanadi. Har bir oqsilning o'ziga xos tuzlanish zonasi bor, ya'ni buning uchun siz ma'lum konsentratsiyadagi tuzni tanlashingiz kerak.
Aminokislotalar
Hozirgi vaqtda oqsil molekulalarining bir qismi boʻlgan ikki yuzga yaqin aminokislotalar maʼlum. Tuzilishiga qarab ular ikki guruhga bo'linadi:
- makromolekulalar tarkibiga kiradigan proteinogen;
- proteinogen bo'lmagan, oqsillarni hosil qilishda faol ishtirok etmaydi.
Olimlar hayvonlar va oʻsimliklardan kelib chiqqan koʻplab oqsil molekulalarida aminokislotalarning ketma-ketligini ochishga muvaffaq boʻlishdi. Protein molekulalari tarkibida tez-tez uchraydigan aminokislotalar orasida biz serin, glitsin, leysin, alaninni qayd etamiz. Har bir tabiiy biopolimer o'ziga xos aminokislota tarkibiga ega. Misol uchun, protaminlar taxminan 85 foiz argininni o'z ichiga oladi, ammo ular kislotali, siklik aminokislotalarni o'z ichiga olmaydi. Fibroin tabiiy ipakning oqsil molekulasi bo'lib, glitsinning yarmini o'z ichiga oladi. Kollagen tarkibida gidroksiprolin, gidroksilizin kabi noyob aminokislotalar mavjud bo'lib, ular boshqa protein makromolekulalarida yo'q.
Aminokislotalarning tarkibi nafaqat aminokislotalarning xususiyatlari, balki oqsil makromolekulalarining vazifalari va maqsadi bilan ham belgilanadi. Ularning ketma-ketligi genetik kod bilan belgilanadi.
Biopolimerlarning strukturaviy tashkiliy darajalari
To'rt daraja mavjud: birlamchi, ikkilamchi, uchinchi darajali va shuningdek, to'rtlamchi. Har bir tuzilmao'ziga xos xususiyatlar mavjud.
Oqsil molekulalarining birlamchi tuzilishi peptid bogʻlari bilan bogʻlangan aminokislotalar qoldiqlarining chiziqli polipeptid zanjiridir.
Mana shu tuzilma eng barqaror hisoblanadi, chunki u bir aminokislotaning karboksil guruhi va boshqa molekulaning aminokislota guruhi oʻrtasida peptid-kovalent bogʻlarni oʻz ichiga oladi.
Ikkilamchi tuzilma polipeptid zanjirining vodorod bogʻlari yordamida spiral shakldagi stackingini oʻz ichiga oladi.
Biopolimerning uchinchi turi polipeptidning fazoviy qadoqlanishi orqali olinadi. Ular uchinchi darajali tuzilmalarning spiral va qatlamli buklangan shakllariga bo'linadi.
Globulyar oqsillar elliptik shaklga ega, fibrillar molekulalar esa cho'zilgan shaklga ega.
Makromolekulada faqat bitta polipeptid zanjiri boʻlsa, oqsil faqat uchinchi darajali tuzilishga ega boʻladi. Masalan, kislorodni bog'lash uchun zarur bo'lgan mushak to'qimasi oqsili (miyoglobin). Ba'zi biopolimerlar har biri uchinchi darajali tuzilishga ega bo'lgan bir nechta polipeptid zanjirlaridan qurilgan. Bunda makromolekula toʻrtlamchi tuzilishga ega boʻlib, bir necha globulalar birlashgan yirik tuzilishga ega. Gemoglobinni taxminan 8 foiz histidin o'z ichiga olgan yagona to'rtlamchi oqsil deb hisoblash mumkin. Aynan u eritrotsitlardagi faol hujayra ichidagi bufer bo'lib, qonning pH qiymatini barqaror ushlab turishga imkon beradi.
Nuklein kislotalar
Ular makromolekulyar birikmalar boʻlib, fragmentlardan hosil boʻladinukleotidlar. RNK va DNK barcha tirik hujayralarda mavjud bo'lib, ular irsiy ma'lumotni saqlash, uzatish va amalga oshirish funktsiyasini bajaradi. Nukleotidlar monomer vazifasini bajaradi. Ularning har birida azotli asos, uglevod va fosfor kislotasi qoldiqlari mavjud. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, turli tirik organizmlar DNKsida komplementarlik (komplementarlik) tamoyili kuzatiladi. Nuklein kislotalar suvda eriydi, lekin organik erituvchilarda erimaydi. Bu biopolimerlar haroratning oshishi, ultrabinafsha nurlanish ta'sirida nobud bo'ladi.
Xulosa oʻrniga
Har xil oqsillar va nuklein kislotalardan tashqari uglevodlar makromolekulalardir. Polisaxaridlar tarkibida yuzlab monomerlar mavjud bo'lib, ular yoqimli shirin ta'mga ega. Makromolekulalar ierarxik tuzilishiga misollar qatoriga oqsillarning ulkan molekulalari va murakkab boʻlinmalarga ega nuklein kislotalar kiradi.
Masalan, globulyar oqsil molekulasining fazoviy tuzilishi aminokislotalarning ierarxik koʻp darajali tashkil etilishi natijasidir. Alohida darajalar o'rtasida chambarchas bog'liqlik mavjud, yuqori darajadagi elementlar pastki qatlamlar bilan bog'langan.
Barcha biopolimerlar o'xshash muhim vazifani bajaradi. Ular tirik hujayralar uchun qurilish materiali bo'lib, irsiy ma'lumotlarni saqlash va uzatish uchun javobgardir. Har bir tirik mavjudot o'ziga xos oqsillar bilan ajralib turadi, shuning uchun biokimyogarlar qiyin va mas'uliyatli vazifaga duch kelishadi va bu vazifani hal qilishda tirik organizmlarni aniq o'limdan qutqaradilar.
